能源互联网之智能光伏电站建设与运维探讨赵斌

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月4期   作者:赵斌
[导读] 智能光发电站作为构筑能源网络的重要一环,
        摘要:智能光发电站作为构筑能源网络的重要一环,其自身的不稳定性、地域的广度和分散性给智能光发电站的监视通信和运营管理带来了巨大的挑战。本文从智能电厂的角度开始,探讨智能电厂的建设和监控结构的构想和后续的运输维度管理模式,建立设备故障诊断、电厂生产运输维度、企业运营管理的高效立体化监督路线,对光伏厂的正常高效运转技术支持提供保障。提高光伏发电站整体的运输和安全管理水平,提高发电站的收益水平,实现无人或少数人的发电站,为降低运输成本提供参考。
关键字:能源互联网;智能光伏电站;运维
前言:光伏能源作为难以使用完的天然清洁能源,将成为未来新能源开发的优先新能源,其具有无限开采、无污染等特性,由此将成为未来其它非再生、污染能源的替代品,将来受到世界各国的重视。随着互联网技术的快速发展,随着大数据时代的到来,未来“互联网+”智能太阳能发电站将成为实现光伏创新发展的大突破口,关系到未来光伏产业的继续和发展。在日新月异、数字化的时代,互联网技术能否用于光能的开发与建设,能否实现互联网与光能产业的完美结合,将成为未来光能产业发展的新趋势和新方向。
1.目前现状与发展前景
        随着世界能源形势的紧迫,越来越强调对环境的破坏,太阳能以其无法承受、无法使用、不污染等特有优势成为新能源的宠儿,太阳能发电成为可持续能源替代品作为一种方式,近年来正在急速发展。国家能源局发布:2014年光发电设备新设目标为14GW,其中分散光发电占8GW。
        光发电站是连接到电力网向电力网输送电力的光发电系统,主要由太阳能电池的方阵、蓄电池群、充放电限制器、逆变器、交流配电盘、太阳跟踪控制系统等设备构成,利用半导体界面的光发电螺栓效应将光能直接电能是转换成能源的技术。那个产品主要分为三个方面。一是在无电的情况下供应电源,主要为广大无线地区居民的生活生产供电,有微波中继电源、通信电源等。另外,还包括几个移动电源和备份电源。第二,太阳能日用电子产品,如各种太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等,第三,并行发电,特别是分散型光伏发电站的并行发电在发达国家广泛普及实施。
        随着太阳能发电设备规模的迅速扩大,发电站的运营管理水平的高低成为直接影响发电成本的重要因素。目前,国内光智能发电站的建设和运营尚处于萌芽阶段,为了缩短光发电站的运行检查时间,要全面记录快门操作过程,正确判断和消除故障点,提高光发电站整体的运输和安全管理水平,进一步提高发电站的收益水平。本文从智能发电站的角度出发,探讨智能发电站的建设和后续的运输管理模式,为实现无人或少数人的自动发电站提供降低运输成本参考。
2.“互联网+”智能光伏电站优势
2.1实现大数据传输维度、设备全面升级优化
        关于太阳能发电站,不仅要如何建设,还要考虑建设后的运营和维护问题,建立最优秀的运营体系,这是互联网的智能。光发电最大的优势是互联网技术利用大数据手段积极进行分析和核对,使光发电设备的运营状态处于优化状态,将低效危险的设备区别开来,立即进行危险的隔离,实现光发电站最高效的运营。
2.2监视数据,削减人事费
        我国的太阳能发电站多建在人口稀疏的沙漠地带,发电站规模大给日常设备的警备、巡逻、检查带来了巨大压力。互联网智能光发电站可以大幅度解决这个问题,智能光发电站不需要技术人员每天的巡视和维护,只需要在室内对设备的运行状态在网络上进行监控和故障检查,就可以大幅节约人力物的投入,运营成本大大降低了难度。
3.智能光伏电站的建设
        智能变电站采用先进、可靠性、集成和环保智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动具备信息收集、测量、控制、保护、测量和检查等基本功能。在动态完成的同时,还配备有支持电力网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协调交流等高级功能的变电站。
3.1电厂智能建设概况
        智能光发电站在中央控制室附近设置中央通信基站,在光发电站和设备区设置几个子基站来强化信号的接收和传输,光发电站的监视信号和控制信号通过无线通信技术传输,中央控制室在收到信号后再通过因特网传输。通过自动将实时数据上传到云上,承运商可以在有无线网络的地方通过手机客户端或使用基于互联网的软件调用云存储信息来监视和控制发电站。
3.2实时数据收集和云计算
        通过实时收集电厂设备信号,协助电传保护工作,在发生故障时可以自动报警或快断,防止故障扩大,同时向承运商提供实时发电站故障数据,由承运商进行多发电站管理。有利于实施发掘多个电厂数据,分析电厂设备运行情况、故障信息及老化趋势,使用云计算技术对多个电厂进行模拟和分析,帮助承运商监控和操作,最终实现了电厂区域管理,尤其对分布式电厂的运输管理具有重要意义。


3.3智能锁控制和运输次端客户端
        电气所的智能锁管理系统向电气所重要区域的进出通道门(例如高压室门、继电器室门、通信室门)、各种各样的设备箱门(例如保护箱门、监视箱门、端子箱门、机构箱门、汇兑控制箱门)和各种手动设备操作机构智能锁通过允许具备调试监视的智能键,不仅使使用者的权限硬化,接受被许可的任务,还通过能够防止超出权限的操作的视频锁定控制,联动监视后门操作,在操作中打开所有设备可以实时记录次数。
4.智能光伏电站的运维管理模式
4.1运行管理
        光智能发电站的运行管理主要包括运行日志、轮流、设备巡逻和倒门操作管理等相关内容。
        运行日志管理:运行人员在完成巡回检查后,通过手机客户端记录工作设备的运行状态、故障状况、电力量信息以及附属照片等,同时生成独特的号码(条形码和二维码),上传记录的运行日志保存到云中永久保存。
        换班管理:换班人员通过语音输入转换成文字形式的运行日志,同时形成独特的条形码和二维码,上传到云端保存的接班人登录手机客户端,扫描换班人运行日志的二维码然后从云上下载并阅读,完成替换确认。
        设备巡逻管理:针对运行人员在进行设备巡逻时发现异常,扫描设备代码(条形码和二维码)以识别设备信息(产品名称、型号、制造商、发货日期、故障记录等信息)的故障状况,拍摄故障设备的照片,并记录并上传云保存,通过云处理自动记录运行日志,同时自动提交检查申请书,进入检查流程。
        后置门操作:驾驶员接受后置门操作的指令进入批准程序,完成批准后,进行后置门操作的操作者接受对应权限的智能键操作设备,智能锁系统通过视频锁链进行控制监视整个推特操作过程。操作完成后,将智能键中记录的开启位置、时间、次数等信息上传到云中保存。
4.2维护管理
        光智能电厂的维修管理主要包括在线故障诊断和处理、预防性修理诊断和处理、敏感设备的警告诊断。
        在线故障诊断和处理:智能太阳能发电站可实时收集发电站设备运行状态信息,服务人员通过手机客户端或基于互联网的软件监控发电站故障情况发生故障有时会自动触发警告通知,用邮件向服务人员确认故障情况,并警告采取适当措施。故障处理后,检查过程结束,将结果记录在手机客户端中,并上传到云存储设备中。
        预防维修诊断和处理:挖掘电站设备运行状态、故障记录等信息,通过云计算评估设备故障点和老化趋势,自动生成符合国家标准和行业标准要求的预防维修计划,在修理任务到期前督促修理人员做好检查准备。
        敏感设备的报警诊断和处理:电气所识别敏感设备后,将设备保护值固定在云处理相关程序上,通过对电厂实时监控收集的数据进行分析,实现发生偏差时的报警功能,运输业者将设备操作及时确认故障点有助于切断设备,防止设备损坏和故障扩大。
4.3其他
        1)发电效率评价:智能太阳能发电站通过实时监控设备运行状态,制作模拟模型(利用气象仪获得光、温湿度等数据),可以评价发电站的效率、系统性能、发电量、等效利用时间数,故也可以完成设备的分类和统计。
        2)组件清洗警报:光发电过程中组件的污损达到4%的组件如果不被清洗,则会失去电力,频繁清洗在经济上无法核算。智能光伏发电站可以通过比较发电效率的评估结果和模拟模型来提供光伏元件的最佳清洗时间。
        3)经验反馈共享:智能光伏发电站基于网络、服务器、存储、应用开发等工作建立资源共享池,将自动分类整理后的经验反馈给其他发电站,提高发电站运输管理水平帮助学习。
5.结语
        智能光发电站的建设应用互联网思考,有效整合发电站之间的运行数据,提供计算和处理,达到“各个、时刻网、必要、实时相互作用”的状态,设备故障诊断、发电站生产运营、公司运营管理的高效立体化监查通过建立监督路线,为新能源发电业务的正常高效运行提供技术保障。另外,要有效解决目前新能源发电站面临的专家不足、区域广、电厂分散、信息化弱导致的运行维护和管理决定困难,提高光伏发电站整体运输和安全管理水平,进一步提高电厂收益水平,实现无人驾驶。为实现少数人的电厂模型提供参考。
参考文献:
[1]韩建云.浅谈能源互联网之智能光伏电站建设与运维[J].通讯世界,2018(11):202-203.
[2]张天文,沈道军,周承军,陆川.能源互联网之智能光伏电站建设与运维探讨[J].科技展望,2016,26(32):4-6.
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